Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Bakteriophagen.
Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Auf­nah­me eines Bak­te­rio­pha­gen.Szostak/Dinhopl/Vetmeduni Vien­na

sind Viren, die aus­schließ­lich Bak­te­ri­en infi­zie­ren kön­nen. Für Men­schen sind sie unschäd­lich. könn­ten laut Stu­die jedoch zur Ver­brei­tung von Anti­bio­ti­ka­re­sis­ten­zen bei­tra­gen. Die Erkennt­nis­se sind nicht nur für die Lebens­mit­tel­pro­duk­ti­on son­dern auch für die Medi­zin von Bedeu­tung. Die Stu­die wur­de in der Fach­zeit­schrift App­lied and Envi­ron­men­tal Micro­bio­lo­gy ver­öf­fent­licht.

Anti­bio­ti­ka­re­sis­ten­te Bak­te­ri­en stel­len welt­weit ein bedeu­ten­des Gesund­heits­ri­si­ko dar. Gän­gi­ge Anti­bio­ti­ka sind bei der Behand­lung von Infek­ti­ons­krank­hei­ten häu­fig unwirk­sam, weil sich die Krank­heits­kei­me soge­nann­te Resis­tenz­ge­ne aneig­nen konn­ten. Die Über­tra­gung die­ser Anti­bio­ti­ka-Resis­tenz­ge­ne kann auf unter­schied­li­che Wei­se statt­fin­den.

Anzei­ge
PWG-Seminare

„Am häu­figs­ten ist die Über­tra­gung durch mobi­le gene­ti­sche Ele­men­te wie Plas­mi­de, das sind ring­för­mi­ge DNA-Ele­men­te, die Bak­te­ri­en unter­ein­an­der aus­tau­schen kön­nen, oder über Trans­po­sons, soge­nann­te sprin­gen­de Gene“, erklärt die Autorin Frie­de­ri­ke Hil­bert vom Insti­tut für Fleisch­hy­gie­ne an der Vet­med­uni Vien­na. „Der Resis­tenz­über­tra­gung durch wur­de bis­her wenig Bedeu­tung zuge­schrie­ben.“

Hil­bert und ihre Kol­le­gIn­nen iso­lier­ten Pha­gen aus 50 Hüh­ner­fleisch­pro­ben, die im öster­rei­chi­schen Han­del gekauft wur­den. In 49 Pro­ben wur­den Pha­gen nach­ge­wie­sen. Pha­gen kom­men über­all dort vor, wo es Bak­te­ri­en gibt. Des­halb war der Fund an sich nicht uner­war­tet. „Grund­sätz­lich stel­len Pha­gen kein Pro­blem für uns Men­schen dar, weil sie nur Bak­te­ri­en infi­zie­ren kön­nen, jedoch kei­ne ande­ren Zel­len oder Lebe­we­sen.“

Die Ana­ly­se der Pha­gen zeig­te, dass ein Vier­tel der unter­such­ten Pha­gen in der Lage war Anti­bio­ti­ka­re­sis­ten­zen unter Labor­be­din­gun­gen auf E. coli Bak­te­ri­en zu über­tra­gen. Dabei wur­den Resis­ten­zen gegen­über Kanamy­cin, Tetra­zy­k­lin, Ampi­cil­lin, und Chlor­am­phe­ni­col über­tra­gen. Kein Pha­ge war in der Lage, eine Exten­ded-Spec­trum-Betalak­tam Resis­tenz () zu über­tra­gen.

„Die­ser Mecha­nis­mus könn­te auch für die Human­me­di­zin in Kran­ken­häu­sern eine wich­ti­ge Rol­le spie­len, da sich dort häu­fig mul­ti-resis­ten­te Kei­me befin­den. Wir gehen davon aus, dass Pha­gen die Resis­tenz­ge­ne von bereits resis­ten­ten Bak­te­ri­en in sich auf­neh­men und dann wie­der­um auf ande­re Bak­te­ri­en über­tra­gen“, so Hil­bert. „Unse­re Ergeb­nis­se könn­ten in eini­gen Fäl­len erklä­ren, wie sich Resis­ten­zen auch in einer natür­li­chen Umge­bung zwi­schen Bak­te­ri­en über­tra­gen.“

Phagen als Treiber der Evolution

Dass Pha­gen Gene über­tra­gen kön­nen, war bis­her zwar bekannt, galt aller­dings für Resis­tenz­ge­ne als eher sel­ten. Neue­re DNA-Ana­ly­sen ver­schie­de­ner Bak­te­ri­en-DNAs zei­gen aller­dings, dass Pha­gen ihre Spu­ren im Genom der Bak­te­ri­en hin­ter­las­sen und dass die­ser Über­tra­gungs­weg wohl häu­fi­ger ist. Daher spie­len Pha­gen eine wich­ti­ge Rol­le in der Evo­lu­ti­on der Bak­te­ri­en.

Phagen sind widerstandsfähiger als Bakterien

Im Ver­gleich zu Bak­te­ri­en sind Pha­gen wesent­lich robus­ter gegen­über Des­in­fek­ti­ons­mit­teln. Vor allem Alko­hol wirkt gegen Pha­gen kaum. „Gän­gi­ge Des­in­fek­ti­ons­me­tho­den sind gegen Pha­gen oft unge­eig­net“, betont Hil­bert. Bei Hygie­ne­maß­nah­men in Lebens­mit­tel­be­trie­ben, aber auch in Kran­ken­häu­sern wer­den Des­in­fek­ti­ons­mit­tel gewählt, die gegen Bak­te­ri­en aktiv sind, aber mög­lich­wei­se nicht gegen Pha­gen wir­ken.

Phagen-Therapie als Alternative gegen resistente Bakterien

Seit eini­gen Jah­ren gilt die Behand­lung von bak­te­ri­el­len Infek­tio­nen mit Pha­gen als viel­ver­spre­chen­de neue Alter­na­ti­ve im Kampf gegen anti­bio­ti­ka­re­sis­ten­te Kei­me. Hier­bei wer­den Pha­gen dazu ver­wen­det, Bak­te­ri­en zu bekämp­fen. Das hilft vor allem dann, wenn Anti­bio­ti­ka nicht mehr wirk­sam sind. Hil­bert emp­fiehlt hier: „Pha­gen, die für die The­ra­pie ver­wen­det wer­den sol­len, müss­ten auf jeden Fall auf ihre Fähig­keit, Resis­tenz­ge­ne zu über­tra­gen, geprüft wer­den. Ansons­ten könn­te die Kom­bi­na­ti­on von Pha­gen und mul­ti­re­sis­ten­ten Kei­men einen gefähr­li­chen Cock­tail erge­ben.“